基于BP神经网络的高炉铁水硅含量预测模型研究

建立了基于BP神经网络的高炉铁水硅含量预测模型,给出了学习参数的确定方法,BP网络的学习算法和步骤,并利用湘钢4#高炉一段连续时期内正常生产的数据经过时序化、归一化处理后进行训练和仿真,结果表明,高炉冶炼在运用了先进的BP人工神经网络预测模型后,能预测[Si]的高低,判断炉温走势,调控炉温;并能同时监测多个主要控制对象,对于了解高炉各方面的状态具有指导性的作用。     

基于BP神经网络的高炉铁水硅含量预测模型研究、

建立了基于BP神经网络的高炉铁水硅含量预测模型，给出了学习参数的确定方法，BP网络的学习算法和步骤，并利用湘钢4#高炉一段连续时期内正常生产的数据经过时序化、归一化处理后进行训练和仿真，结果表明，高炉冶炼在运用了先进的BP人工神经网络预测模型后，能预测[Si]的高低，判断炉温走势，调控炉温；并能同时监测多个主要控制对象，对于了解高炉各方面的状态具有指导性的作用。     

复杂高炉炼铁过程的数据驱动建模及预测算法

高炉炼铁过程的控制意味着控制高炉铁水温度及成份在指定的范围. 本文以高炉炉内热状态的重要指示剂---高炉铁水硅含量为研究对象, 针对机理建模难以准确预测、控制高炉铁水硅含量的发展变化, 利用数据驱动建模的思想, 建立了基于多元时间序列的高炉铁水硅含量数据驱动预测模型. 实例分析表明, 建立的数据驱动预测模型能够很好地预测高炉铁水硅含量, 连续预测167炉高炉铁水硅含量, 命中率高达83.23%, 预测均方根误差为0.07260. 这些指标均优于基于单一硅时间序列所建立的数据驱动模型, 对实际生产具有很好的指导作用.     

PCA和PSO-ELM在高炉铁水硅含量中的预测仿真

炉温的实时预测技术对高炉运转具有重要意义。在高炉炼铁过程中,通常以铁水硅含量来表征高炉热状态。针对硅含量预测效率和精度不足的问题,提出主成分分析和粒子群改进的极限学习机相结合的方法对高炉铁水硅含量进行预测。由于影响铁水硅含量的因素众多,且各因素之间相互影响,通过主成分分析对影响硅含量的输入变量进行降维处理。利用粒子群算法来优化极限学习机的权值和阈值,并以均方根误差作为适应度函数建立预测模型。将提取出的主成分作为模型输入,铁水硅含量作为模型输出。最后比较了极限学习机算法和粒子群改进的极限学习机,实验结果表明改进后的预测模型提高了硅含量预测的准确度,上述方法可为高炉的生产操作提供参考。     

基于最优工况迁移的高炉铁水硅含量预测方法

高炉铁水硅含量是铁水品质与炉况的重要表征, 冶炼过程关键参数频繁波动及大时滞特性给高炉铁水硅含量预测带来了巨大挑战. 提出一种基于最优工况迁移的高炉铁水硅含量预测方法. 首先, 针对过程变量频繁波动问题, 提出基于邦费罗尼指数的自适应密度峰值聚类算法, 实现对高炉冶炼过程变量的工况划分, 并建立不同工况硅含量预测子模型. 其次, 针对冶炼过程的大时滞特性, 定义相邻时间节点间的硅含量工况迁移代价函数, 并提出多源路径寻优算法, 实现冶炼过程中硅含量最优工况迁移路径及当前时刻硅含量最优预测值的求解. 最后, 基于工业现场数据验证了所提方法的有效性与准确性.     

基于动态注意力深度迁移网络的高炉铁水硅含量在线预测方法

铁水硅含量是反映高炉冶炼过程中热状态变化的灵敏指示剂, 但无法实时在线检测, 造成铁水质量调控盲目. 为此, 提出一种基于动态注意力深度迁移网络(Attention deep transfer network, ADTNet)的高炉铁水硅含量在线预测方法. 首先, 针对传统深度网络静态建模思路无法准确描述过程变量与铁水硅含量之间的关系, 提出一种基于注意力机制模块的输入过程变量与输出硅含量之间的动态关系描述方法; 其次, 为降低硅含量预测模型训练时对标签数据的依赖, 考虑到铁水温度与硅含量数据之间的正相关性, 利用小时级硅含量标签数据微调基于分钟级铁水温度数据预训练好的深度模型的结构, 进而提高基于动态注意力深度迁移网络的硅含量预测精度; 同时, 为增强预测网络的可解释性, 实时给出了基于动态注意力机制模块计算的每个样本各过程变量对铁水硅含量的贡献度; 最后, 基于某钢铁厂2号高炉的工业实验, 验证了该方法的准确性、有效性和先进性.     

铁水硅含量的混沌粒子群支持向量机预报方法

提出一种基于混沌粒子群优化(CPSO)的支持向量回归机(SVR)参数优化算法, 并使用该算法建立高炉铁水硅含量预测模型(CPSO–SVR), 对某大型钢铁厂高炉铁水硅含量的实际采集数据进行预测, 结果表明基于混沌粒子群优化算法寻优的参数建立的铁水硅含量支持向量回归预测模型具有良好的预测效果. 与最小二乘支持向量回归机(LS–SVR)、使用粒子群优化算法训练的神经网络(PSO–NN)进行比较, CPSO–SVR模型对铁水硅含量进行预测时预测绝对误差小于0.03的样本数占总测试样本数的百分比达到90%以上, 预测效果明显优于PSO–NN, 且比LS–SVR稳定性更强, 可用于高炉铁水硅含量的实际预测, 表明混沌粒子群优化算法是选取SVR参数的有效方法.     

基于多参数灵敏度分析与遗传优化的铁水质量无模型自适应控制

铁水硅含量(化学热)和铁水温度(物理热)是高炉炼铁过程最重要的铁水质量指标, 其建模与控制对于整个高炉炼铁过程的运行优化意义重大. 针对高炉炼铁过程极复杂动态特性以及铁水质量难以进行常规机理建模与控制的难题, 基于直接数据驱动控制思想, 提出一种基于多参数灵敏度分析与大规模变异遗传参数优化的高炉铁水质量无模型自适应控制方法. 首先, 基于紧格式动态线性化(Compact form dynamic linearization, CFDL)无模型自适应控制(Model free adaptive control, MFAC)技术确定铁水质量的多变量数据驱动控制器结构; 然后, 针对CFDL-MFAC众多可调参数对控制器性能影响大, 同时对众多参数整体优化非常耗时且效果不理想的问题, 基于多参数灵敏度分析(Multi-parameter sensitivity analysis, MPSA)技术, 提出基于大规模变异与精英局部搜索遗传优化的CFDL-MFAC控制器参数整定方法; 最后, 将参数整定后的CFDL-MFAC控制器应用到高炉炼铁过程多元铁水质量控制, 并与基于递推子空间辨识的数据驱动预测控制进行比较研究, 验证所提控制方法的有效性和先进性.     

基于神经网络的高炉炉温预测模型的研究

文章针对BP网络收敛速度慢和易于陷入极小值的问题,应用RBF网络模型对高炉铁水硅含量进行了预测,通过对高炉一段连续时期内正常生产的数据经过归一化处理后进行训练和仿真,结果表明,高炉冶炼在运用了先进的RBF人工神经网络预测模型后,能预测铁水硅含量的高低,从而判断炉温走势,调控炉温,同时监测多个生产过程控制对象,有利于提高高炉生产艺,实现节能降耗.     

基于Bootstrap的高炉铁水硅含量二维预报

高炉铁水硅含量的实时准确预报对调控高炉炉温和稳定炉况具有重要作用, 但其预报结果一直存在准确度不高和缺乏可信度表征等问题, 特别是在炉况不稳、运行数据波动较大时, 预报结果的准确度和可信度急速下降, 不利于现场操作人员根据预报结果进行生产操作. 为此本文融合神经网络和Bootstrap预报区间方法, 构建高炉铁水硅含量的二维预报模型, 实现在预报硅含量值的同时给出了该预测值的可信度.应用实例表明, 本文提出的方法提高了硅含量点预测结果的准确度, 且预测区间宽度能正确地表征点预测结果的可信度, 对实际生产操作具有较好的指导意义.     

基于Stacking的高炉铁水质量区间预测

高炉炼铁多元铁水质量的实时准确预报是高炉内部状态进行实时监测和有效控制的重要手段,但预报结果存在准确度不高和缺乏可信度表征的问题,特别是在炉况不稳定和高炉数据波动大的情况下,多元铁水质量的预报结果存在较大偏差和较低可信度,不能为高炉日常操作和调节提供指导.针对这一工程难题,提出一种基于Stacking的高炉铁水质量区间...     

双层自校正预报方法及其在高炉铁水含硅量预报中的应用

针对象高炉这样复杂的 MISO 系统,本文提出了一种双层自校正预报方法,将快时变部分的递推辨识和慢时变部分的迭代修正相结合,较好地解决了各子模型时间常数大小和时变性快慢相差较大所带来的问题,并在高炉铁水含硅量预报的实际应用中获得了满意的结果.     

高炉铁水硅含量预报的ICA-SVM建模方法

提出了一种基于改进的动态独立分量分析（independent component analysis, ICA）和支持向量机(support vector machine, SVM)的高炉铁水硅含量预报模型建模方法．采用动态ICA方法对样本数据进行特征提取,消除生产工艺参数之间的相关性．在此基础上,再使用目前计算复杂性较小的最小二乘SVM算法建立高炉铁水硅含量预报的动态递推模型,并引入了遗传算法以优化模型性能．以某钢厂高炉实际生产数据进行了应用实验,并与现有的时间序列分析、人工神经网络和基本SVM建模方法进行了对比．实验统计结果表明,本文方法显著提高了铁水硅含量的预测命中率．     

线阵CCD在布匹幅面热定型控制中的应用

介绍了线阵CCD在布匹幅面热定型控制中的应用,以Microchip公司生产的PIC16C57单片机为控制核心,加上精心设计的CCD驱动控制电路,实现布匹幅面热定型中的精确测量及调理,该系统具有速度快,精度高的特点,提高了产品质量及生产效率。     

Using non‐linear GARCH model to predict silicon content in blast furnace hot metal

Forecasting of silicon content in blast furnace (BF) hot metal has always been an important tool in the control of iron‐making process. To get an accurate prediction of silicon content is an urgent task for BF operators. The approach based on generalized autoregressive conditional heteroskedastic (GARCH) has been introduced to predict step‐ahead silicon content in BF hot metal. The algorithm has been explained in detail and simulation results have been analyzed from different criteria. It is shown that the algorithm gives good results and is helpful for practical production. Copyright © 2008 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

LT286E4型晶体管失效案例分析

通过晶体管上铝布线热熔的案例,详细介绍了失效分析过程,揭示了导致铝布线热熔的主要原因,为避免出现类似问题提供了改进的依据。     

热水锅炉循环和补水自动控制器的设计

介绍一种以MCS－51单片机为核心的热水锅炉循环和补水自动控制器。该控制器具有补水压力闭环控制和循环水泵定时工作控制功能。为保证单片机的可靠运行，本文还介绍了一种实用的Watchdog电路。